互感

互感

當一線圈中的電流發生變化時,在臨近的另一線圈中產生感應電動勢,叫做互感現象。互感現象是一種常見的電磁感應現象,不僅發生於繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,而且也可以發生於任何兩個相互靠近的電路之間

簡介


英文
mutual inductance
如圖1所示
有兩個臨近的迴路(1)和(2),載有電流I1,I2.則由I1產生的磁場穿過(2)的迴路,磁通量為
Φ21應和I1成正比。
Φ21=M21*I1
圖2
圖2
同理,由I2產生的磁場穿過(1)的迴路,磁通量為 Φ12=M12*I2
M12、M21均可稱為互感係數。可以證明M12=M21=M,簡稱互感。
1.兩個電路或它們的部分之間的感應的量度。
2.如果有兩隻線圈互相靠近,則其中第一隻線圈中電流所產生的磁通有一部分與第二隻線圈相環鏈。當第一線圈中電流發生變化時,則其與第二隻線圈環鏈的磁通也發生變化,在第二隻線圈中產生感應電動勢。這種現象叫做互感現象。

原理概述


它的基本原理就是磁的耦合
無論在何處,只要存在兩個電流迴路,就會有互感。一個迴路的電流產生一個磁場,而該磁場會影響第二個迴路。兩個迴路相互作用,其相互作用的係數隨距離的增加快速地減小。兩個迴路之間相互作用的係數稱為它們的互感,單位是亨利(H),或伏-秒/安培。兩個電路之間的互感耦合相當於一個連接在電路A和電路B之間的微小變壓器。無論何處,對於兩個相鄰電流迴路的相互作用,可以看成是一個變壓器的初級和次級,從而得到互感。

主要應用


圖3
圖3
互感現象在電子和電子技術中應用很廣,通過互感,線圈可以使能量或信號由一個線圈很方便的傳遞到另外一個線圈。利用互感現象原理我們可以製成變壓器,感應圈等。但是自感在某些情況下也會帶來不利的影響,在這種情況下我們應該設法減少互感的耦合。

關於係數


關係

兩個線圈之間的互感係數與其各自的自感係數有一定的聯繫。當兩個線圈中每一個線圈所產生的磁通量對每一匝而言都相等。並且全部穿過另一個線圈的每一匝,這種情形叫無漏磁。將兩個線圈密排並纏在一起就能做到這一點。在這種情形下互感係數與各自的自感係數之間的關係比較簡單。
M=N1Φ12/I2=N2Φ21/I1
L1=NIΦ1/I1,L2=N2Φ2/I2
由於無漏磁Φ12=Φ1,Φ21=Φ2
所以M=N1Φ2/I2=N2Φ1/I1k為耦合係數
得到M=K√(L1L2)
E=M12*ΔI1/Δt
註解:M12稱為線圈1對線圈2的互感係數,ΔI1線圈1的變化電流,∆t:所用時間,ΔI1/Δt:線圈1電流變化率(變化的快慢)。

測定

互感係數的大小取決於兩個線圈的幾何形狀,大小,相對位置,各自的匝數以及它們周圍介質的磁導率,互感係數通過實驗方法來測定。計算比較複雜。